(57)【要約】【課題】ビットスタッフィングルールにしたがって通信情報のデータ領域にスタッフビットの追加が生じる車載ネットワークの通信情報形成方法において、とくに同じ論理ビットが連続し易い空きの部分でのスタッフビットの追加が極力生じないようにする。【解決手段】通信情報のデータ領域の送受信データが書き込まれない空の部分をビットアサインに基づいて検出し、空きの部分を埋めるデータとして、同じ論理のビットの連続が所定数より少なく、前記スタッフビットが追加されないようにしたビット配列の空データを用意し、ビットアサインに基づき、前記データ領域の同じ論理ビットが連続し易いデータ領域の空きの部分にスタッフビットの追加のない空の部分に空データを書き込んで通信情報を形成する。【選択図】図４
2010124086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載ネットワークの送信側のノードから受信側のノードに送られる通信情報のデータ領域に、設定されたビットアサインに基づき、同じ論理ビットの所定数の連続に対してスタッフビットを追加するビットスタッフィングルールにしたがって送受信データを書き込んで前記通信情報を形成する車載ネットワークの通信情報形成方法において、
前記データ領域の前記送受信データが書き込まれない空の部分を前記ビットアサインに基づいて検出し、
前記空の部分を埋めるデータとして、同じ論理のビットの連続が所定数より少なく、前記スタッフビットが追加されないようにしたビット配列の空データを用意し、
前記ビットアサインに基づき、前記データ領域の前記空の部分に前記空データを書き込んで前記通信情報を形成することを特徴とする車載ネットワークの通信情報形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、送信側のノードから受信側のノードに送られる通信情報をビットスタッフィングルールで形成する車載ネットワークの通信情報形成方法に関し、詳しくは、通信情報のデータ間の空きの部分を埋める空データの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の各種制御等は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）に代表されるシリアル通信プロトコルの車載ネットワークにより電子化されている。
【０００３】
この種の車載ネットワークの通信を、例えばＣＡＮの車載ネットワークの通信例で説明すると、ＣＡＮの車載ネットワークはライン型のネットワークであり、ネットワークの各ノードは各種の電子制御のＥＣＵにより形成される。そして、ＣＡＮはＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）を採用する。そのため、ＣＡＮの車載ネットワークにおいては、最初に通信情報の送信を開始したノードのＥＣＵが送信権を得て送信側となり、残りのノードのＥＣＵは受信側となる。また、ＣＡＮはマルチマスタであり、同時に複数のノードのＥＣＵが通信情報の送信を始めたときは、通信情報の識別子（ＩＤ）のビット単位の調停(アービトレーション)に基づき、優先順位の高い識別子（ＩＤ）を含んだ通信情報を送信しているＥＣＵが送信権を得て送信側となり、残りのノードのＥＣＵは受信側となる。
【０００４】
つぎに、ＣＡＮの通信は、「データフレーム」、「リモートフレーム」等の５種類のフレーム構成の通信情報によって行われる。
【０００５】
前記「データフレーム」は、送信側から受信側にメッセージ（データ）を送るフレームであり、標準フォーマットの場合、図８に示す７つのフィールドで構成されている。図８の７つのフィールドは、先頭から順に、データフレームの開始を表すスタートオブフレーム（ＳＯＦ）のフィールドＦ１、フレームの優先順位を表すアービトレーションフィールド(調停フィールド)Ｆ２、予約ビットとデータのバイト数を表すコントロールフィールド(制御フィールド)Ｆ３、０〜８バイトのデータを送信することがでるデータフィールドＦ４、フレームの伝送誤りをＣＲＣチェックするためのＣＲＣフィールドＦ５、正常受信の確認の合図を表すＡＣＫフィールドＦ６、データフレームの終了を表すエンドオブフレームのフィールドＦ７である。
【０００６】
前記「リモートフレーム」は受信側から送信側にメッセージの送信を要求するフレームであり、図９に示すように概略「データフレーム」からデータフィールドＦ４を省いた６つのフィールドＦ１〜Ｆ３、Ｆ５〜Ｆ７で構成されている。
【０００７】
そして、送信側のノードのＥＣＵは、「データフレーム」の通信情報を形成する際、データ領域としてのデータフィールドＦ４のビットアサイン（各ビットの割当）により指定された位置に、１バイト（８ビット）、４ビット、１ビット等の設定されたビット数の送受信データ（車速等の検出データや接点信号の状態信号データ等）を書き込むが、その際、送受信データ間等の空きの部分は基本的には論理「０」又は「１」のビットが連続する。さらに、「データフレーム」、「リモートフレーム」の通信情報は、フィールドＦ１〜Ｆ５のシーケンス間にビットスタッフィングルールが適用され、前記空きの部分の同じ論理ビットの所定数（具体的には５ビット）の連続に対して論理反転したスタッフビットが追加される（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
したがって、「データフレーム」の通信情報は、データフィールドＦ４に書き込む送受信データが、例えば図１０（ａ）に示す４ビットの「０１１０」、「１１０１」のデータｄ１、ｄ２であって、ビットアサインに基づき、データｄ１の前の５ビット、データｄ１、ｄ２間の５ビットが空きを埋める例えば論理「０」の連続データｅ１１、ｅ２１になる場合、データフィールドＦ４は同図（ｂ）に示すように、連続データｅ１１を書き込む空の部分Ｅ１１に連続データｅ１１の５ビット「０００００」のつぎに６ビット目として「１」のスタッフビットｓｂ１が追加して書き込まれ、そのつぎからの４ビットのデータ部分Ｄ１１に「０１１０」の送受信データｄ１が書き込まれ、つぎの空きの部分Ｅ２１に連続データｅ２１の５ビット「０００００」の４ビット目と５ビット目との間に「１」のスタッフビットｓｂ２が追加して書き込まれ、最後の４ビットのデータ部分Ｄ２１に「１１０１」の送受信データｄ２が書き込まれる。
【特許文献１】特開２００６−３１８２７２号（段落［０００７］−［００１５］、図１〜図４等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記各ノードのＥＣＵが通信情報を形成する際、従来のようにデータフィールドＦ４にスタッフビットｓｂ１、ｓｂ２を追加すると、その分通信情報のビット数が多くなり、ネットワークの通信速度の低下等を招来する。そのため、ノードの種類や数等が多くなる最近のＣＡＮの車載ネットワークにおいては、とくにデータフィールドＦ４における空きの部分Ｅ１１、Ｅ２１でのスタッフビットｓｂ１、ｓｂ２の追加が大きな問題となっている。なお、ＣＡＮ以外の同様のシリアル通信プロトコルの車載ネットワークにおいても、ビットスタッフィングルールにしたがって通信情報のデータ領域にスタッフビットの追加が生じる場合は同様の問題が生じる。
【００１０】
本発明は、ビットスタッフィングルールにしたがって通信情報のデータ領域にスタッフビットの追加が生じる車載ネットワークの通信情報形成方法において、とくに同じ論理ビットが連続し易い空きの部分でのスタッフビットの追加が極力生じないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した目的を達成するために、本発明の車載ネットワークの通信情報形成方法は、車載ネットワークの送信側のノードから受信側のノードに送られる通信情報のデータ領域に、設定されたビットアサインに基づき、同じ論理ビットの所定数の連続に対してスタッフビットを追加するビットスタッフィングルールにしたがって送受信データを書き込んで前記通信情報を形成する車載ネットワークの通信情報形成方法において、前記データ領域の前記送受信データが書き込まれない空の部分を前記ビットアサインに基づいて検出し、前記空の部分を埋めるデータとして、同じ論理のビットの連続が所定数より少なく、前記スタッフビットが追加されないようにしたビット配列の空データを用意し、前記ビットアサインに基づき、前記データ領域の前記空の部分に前記空データを書き込んで前記通信情報を形成することを特徴としている（請求項１）。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る本発明の車載ネットワークの通信情報形成方法の場合、通信情報のデータ領域の設定されたビットアサインから、そのデータ領域の送受信データが書き込まれない空の部分を検出すると、検出した空の部分を埋めるデータとして、同じ論理のビットの連続が所定数より少なく、前記スタッフビットが追加されないようにしたビット配列の空データが用意される。
【００１３】
そして、前記ビットアサインに基づき、データ領域の送受信データの部分には本来の送受信データが書き込まれ、送受信データ間等の空の部分には用意した空データが書き込まれて通信情報が形成される。
【００１４】
この場合、空データは同じ論理ビットが所定数連続することがない。そのため、同じ論理ビットが連続し易いデータ領域の空きの部分でスタッフビットの追加のないＣＡＮ等の車載ネットワークの通信情報を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
つぎに、本発明をより詳細に説明するため、一実施形態について、図１〜図７を参照して詳述する。
【００１６】
図１は車両に搭載されるＣＡＮの車載ネットワーク１の構成説明図、図２はその一部の詳細なブロック図、図３は車載ネットワーク１で送受信される通信情報の空データを作成する装置のブロック図、図４は図３の動作説明のフローチャート、図５、図６は図３の装置により形成される空データ例の説明図、図７は空データを用いて形成されるデータフィールドＦ４の一例の説明図である。
【００１７】
本実施形態のＣＡＮの車載ネットワーク１は、図１に示すように、通信バス２の＃１、＃２、＃３、＃４、＃５、…の複数個のノードにマイクロコンピュータ構成のＥＣＵ３を接続して形成される。
【００１８】
各ＥＣＵ３は、車両のエンジンやパワートレインのような駆動系、走行系等の各種制御、検出のＥＣＵであり、前記各種制御、検出の処理およびＣＡＮの通信プロトコルにしたがった通信情報の送受信処理を行なうため、マイクロコンピュータを用いて概略図２に示すように構成される。図２において、３１はノードの各種の演算処理を行なうＣＰＵ、３２はＣＰＵ３１に接続されたＣＡＮのコントローラであり、ＣＡＮの送受信制御を行なう。３３はコントローラ３２と通信バス２との間の送受信部、３４は不揮発性の記憶部である。
【００１９】
そして、前記したようにＣＡＮがＣＳＭＡ／ＣＡを採用する通信プロトコルであるため、ＣＡＮの車載ネットワーク１においては、通信バス２が空いている場合、最初に通信情報の送信を開始したノードのＥＣＵ３が送信権を得て送信側となり、残りのノードのＥＣＵ３は受信側となる。また、ＣＡＮはマルチマスタであり、同時に複数のノードのＥＣＵが通信情報の送信を始めたときは、通信情報の識別子のビット単位の調停(アービトレーション)に基づき、優先順位の高い識別子を含んだ通信情報を送信しているＥＣＵ３が送信権を得て送信側となり、残りのノードのＥＣＵ３は受信側となる。
【００２０】
つぎに、送信側のＥＣＵ３から受信側のＥＣＵ３への通信情報の送信は、具体的には、ＣＰＵ３１からコントローラ３２に送られる通信情報の各ビットの論理「０」、「１」にしたがって、コントローラ３２が送受信部３３を介して通信バス２をドミナントレベルまたはレセシブレベルに制御して行なわれる。
【００２１】
このようにして各ノードのＥＣＵ３は、優先順位の高い識別子を含んだ通信情報を優先しながら、通信情報を他のＥＣＵ３に送信し、車両の各種の電子制御を実行する。
【００２２】
ところで、各ＥＣＵ３は図２の記憶部３４に、前記した「データフレーム」、「リモートフレーム」等の５種類のフレーム構成（フォーマット）を記憶し、「データフレーム」については、標準フォーマットの場合、図８に示した７つのフィールドＦ１〜Ｆ７の構成を記憶している。
【００２３】
また、「データフレーム」の通信情報を形成する際に必要なデータフィールドＦ４のビットアサインや、後述する空の部分を埋めるデータとしての空データ等も記憶部３４に記憶して保持している。
【００２４】
そして、「データフレーム」の通信情報を送信するときには、前記ビットアサインに基づき、ＣＰＵ３１により、データ領域としてのデータフィールドＦ４の空の部分に記憶部３４に記憶された空データを書き込んで「データフレーム」の通信情報を形成する。
【００２５】
ところで、前記空データは、仕様書にしたがって車載ネットワークを構築する前に、例えば図３に示す構成のデータ作成装置４により、図４のステップＳ１〜Ｓ９の空データファイル作成処理を実行して自動的に形成される。
【００２６】
データ作成装置１０は、概略、マイクロコンピュータ構成の処理部４１と、画面表示部４２と、書き換え自在の記憶部４３と、プリンタ４４とにより形成され、処理部４１に空データファイル作成処理が指令されると、処理部４１は図４のステップＳ１により、仕様書作成段階等に設定されて記憶部４３に事前に保持された「データフレーム」のビットアサイン表を読み出す。
【００２７】
このとき、データフィールドＦ４に書き込む送受信データ間等の空きの部分が、図５（ａ）に示す論理「０」の５ビットの連続データｅ１１、ｅ２１で埋められる部分になる場合、処理部４１は図４のステップＳ２、Ｓ３により、前記ビットアサイン表を参照して送受信データが書き込まれない最初の連続データｅ１１の部分を検出すると、その先頭の１ビット目の位置（例えばデータフィールドＦ４の先頭ビットからのビット番号）の検出時に、同図のステップＳ４により内部の連続性検出のカウンタを＋１して同じ論理のビットが連続する長さの判定を開始するとともに、例えばそのビット番号を論理「０」の空き位置（先頭ビット位置）として書き込んだ空き位置のテーブルファイルを作成する。なお、図５の「＊」のビットはデータフィールドＦ４の送受信データが書き込まれるビットを示す。
【００２８】
その後、連続ビットｅ１１の２ビット目以降の各１ビットを検出する毎に、ステップＳ４により内部の連続性検出のカウンタを＋１して同じ論理のビットが連続する長さの判定をくり返す。
【００２９】
そして、例えば論理「０」のビットの連続が、ビットスタッフィングルールによってスタッフビットが追加される５ビット（本発明の同じ論理ビットの所定数の連続に相当）に達すると、図４のステップＳ５を肯定（ＹＥＳ）で通過してステップＳ６に移行し、その最後尾（５ビット目）の位置（例えばビット番号）をそれまでの論理と反対の論理、例えば論理「１」の空き位置（先頭位置）として前記テーブルファイルに書き込んで追加する。
【００３０】
以降、その「データフレーム」が終了するまで、図４のステップＳ７を介してステップＳ２に戻ることをくり返し、連続データｅ２１についても同じ論理のビットが５ビット連続する毎に、最後尾（５ビット目）の位置（例えばビット番号）をそれまでの論理と反対の論理「０」又は「１」の空き位置（先頭位置）として前記テーブルファイルに書き込んで追加する。
【００３１】
そして、「データフレーム」が複数フレームある場合は、１フレームが終了する毎に図４のステップＳ７からステップＳ８に移行し、ステップＳ８を否定（ＮＯ）で通過してステップＳ２に戻り、つぎのフレームについて、そのフレームのビットアサイン表を参照して同様の空き位置のテーブルファイルを作成する。
【００３２】
さらに、全てのフレームについて空き位置のテーブルファイルを作成すると、図４のステップＳ９により各フレームのテーブルファイルを記憶部４３に書き込んで保持し、オペレータが要求するときにはプリンタ４４により各空き位置のテーブルファイルを印刷する。
【００３３】
このようにすることで、例えば図５（ｂ）に示すように、空きの部分を埋めるデータとして、従来のような「０」又は「１」のビットが無条件に連続する連続データｅ１１、ｅ２１でなく、「０」又は「１」の同じ論理が４ビット連続する毎に反対の「１」又は「０」の論理に反転し、同じ論理のビットの連続が所定数より少なく、スタッフビットが追加されないようにしたビット配列の空データｅ１、ｅ２を自動的に作成して用意することができる。なお、空きの部分を埋める連続ビットが例えば６ビットの場合には、空データｅ１、ｅ２に対応する空データｅ３、ｅ４が図６（ａ）に示すビット配列に形成される。また、空きの部分を埋める連続ビットが１０ビットの場合には、空データｅ１、ｅ２に対応する空データｅ５、ｅ６が図６（ｂ）に示すビット配列に形成される。
【００３４】
つぎに、上記のようにして作成された例えば空データｅ１、ｅ２のテーブルファイル又はその印刷物に基づき、自動的に又はオペレータの手作業で、各ノードのＥＣＵ３それぞれの記憶部３４に、「データフレーム」のデータフィールドＦ４の空きの部分のデータとして、作成された空データｅ１、ｅ２が書き込まれる。
【００３５】
したがって、各ＥＣＵ３が「データフレーム」の通信情報を形成して送信する際、上述したようにデータフィールドＦ４の空の部分に記憶部３４に記憶された空データを書き込んで「データフレーム」の通信情報を形成すると、同じ論理ビットが連続し易いデータフィールドＦ４の空きの部分でスタッフビットＳＢの追加が発生せず、ネットワークの通信速度の低下等を招来することがない。
【００３６】
さらに、本実施形態の場合、各ＥＣＵ３において、それぞれの全送受信データについても、前記空データのテーブルファイル又はその印刷物を参照して、各データ内容のビット配列が、送受信データの直前、直後の空データのビット配列も考慮して途中でスタッフビットが追加されない配列に予め設定し、送受信データのテーブルファイルとして記憶部３４に保持される。
【００３７】
この場合、「データフレーム」の通信情報は、データフィールドＦ４のビットアサインで指定された位置（データ部分Ｄ１、Ｄ２）に例えば図７（ａ）に示す「０１１０」、「１１０１」の送受信データｄ１、ｄ２が書き込まれる場合、データフィールドＦ４は同図（ｂ）に示すビット配列に形成され、５ビットの空きの部分Ｅ１、Ｅ２に空データｅ１、ｅ２が書き込まれる。そのため、空きの部分Ｅ１、Ｅ２は勿論、データの部分Ｄ１、Ｄ２でもスタッフビットの追加が発生せず、スタッフビットの追加に起因したネットワークの通信速度の低下等の問題が解消される。
【００３８】
そして、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であり、例えば、空データは、同じ論理のビットの連続が所定数より少なく、スタッフビットＳＢが追加されないようにしたビット配列であればどのようなビット配列であってもよく、例えば論理「０」と「１」とを交互に配列したデータや、同じ論理のデータが５個以上は連続しない条件でランダムに発生したデータ等であってもよい。
【００３９】
また、空データの作成方法はどのようであってもよく、種々の手法で自動的に作成してよいのは勿論、ビットアサイン表を参照してキーボード入力等によって手動で作成してもよい。
【００４０】
さらに、空き位置のテーブルファイルに代えて、例えば図５（ｂ）、図６（ａ）、（ｂ）のようなビット配列で作成した空データをそのまま図２の記憶部３４に書き込んで記憶してもよい。
【００４１】
そして、本発明は、ビットスタッフィングルールにしたがって通信情報のデータ領域にスタッフビットの追加が生じるＣＡＮ以外の同様のシリアル通信プロトコルの種々の車載ネットワークの通信情報の形成にも適用することができるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態が適用される車載ネットワークの構成説明図である。
【図２】図１の一部の詳細なブロック図である。
【図３】図１の車載ネットワークの通信情報の空データを作成する装置のブロック図である。
【図４】図３の装置の動作説明用のフローチャートである。
【図５】空データの一例のビット配列の説明図である。
【図６】空データの他のビット配列の説明図である。
【図７】通信情報の空データを用いて作成されるデータ領域のビット配列の一例の説明図である。
【図８】ＣＡＮのデータフレームの説明図である。
【図９】ＣＡＮのリモートフレームの説明図である。
【図１０】従来例の通信情報のデータ領域のビット配列の説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１    車載ネットワーク
Ｆ４    データフィールド
ｅ１〜ｅ６    空データ
【図１】
2010124086.tif 000003
【図２】
2010124086.tif 000004
【図３】
2010124086.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010124086.tif 000009
【図８】
2010124086.tif 000010
【図９】
2010124086.tif 000011
【図１０】
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